Как установить дизельную турбину на бензиновый двигатель

Бензиновая турбина vs дизельная турбина

Вид топлива, который используется в транспортном средстве, является той основой, вокруг которой все верится. Двигатели, топливные системы, насосы и фильтры разрабатывались под конкретный класс горючего материала: керосин, нефть, бензин, соляра, масло и пр. В истории инженерных изобретений практически не было случая, чтобы химики изобрели новый вид топлива под конкретную механическую базу.

Этот принцип действует и при сравнении двух узлов, которые входят с силовой блок автомобиля: турбина. Для дизельных и бензиновых моторов узлы, которые выполняют одинаковую функцию, имеют внешнее конструктивное сходство и практически одинаковый комплект основных комплектующих, окажутся совершенно разными.

Немного теории

Мощность любого ДВС определяется:

Суммарным рабочим объемом. Эта характеристика зависит от величины камеры сгорания и количества цилиндров.
Числом оборотов коленвала.
Объемом смеси воздуха и топлива, которая подается во время каждого рабочего цикла.
Эффективностью сгорания этой самой смеси.
Калорийностью сгорания топлива.

Усовершенствование движков в плане повышения мощности по большинству из указанных направлений осложняется техническими возможностями моторов и некоторыми другими факторами. В то же время, применение турбонаддува позволяет сделать двигатель сильнее, без большого роста потребления топлива, повышения количества оборотов и т.д.

Как известно, бензин или солярка не будут гореть в камере самостоятельно. Для воспламенения им нужен воздух, в определенном количестве. Рабочая смесь поступает в камеру сгорания за счет разрежения, образовавшегося после выхлопа. Количество ее ограничено по той причине, что данным способом физически невозможно «потянуть» больше. Если же поставить турбокомпрессор, который будет нагнетать в цилиндры сжатый воздух, то в камерах сгорания окажется намного больше смеси. Следовательно, во время такта воспламенения, на поршни будет «давить» значительно большая сила, что и приведет к повышению мощности (или – удельной литровой мощности, по числу «лошадок» на каждый литр рабочего объема). Т.о., мотор меньших размеров, без увеличения оборотов коленвала, получится таким же сильным, как и более крупный двигатель. А это уже напрямую влияет на металлоемкость, надежность и другие важные параметры.

Турбина — народное название узла, который называется турбокомпрессор. В устройстве его есть три основных компонента:

«горячая» часть турбокомпрессора — это чугунная «улитка»
«холодная» часть — это алюминиевый корпус детали
картридж турбины — корпус подшипников, который разделяет «горячую» и «холодную» часть.

В корпусах крыльчаток создаётся повышенное давление газов, а в картридже турбины происходит их разряжение.

Внутри картриджа можно обнаружить вал (ротор) с закреплёнными на концах крыльчатками турбины и компрессора; в среднем на крыльчатках от 9 до 12 лопастей. Ротор крепится на подшипниках-втулках, которые удерживают и вращают его. Популярность набирают турбокомпрессоры с шариковыми подшипниками.

В любом случае ротор вращается на тонком слое моторного масла, которое подаётся в картридж на подшипники. Стальные уплотнительные кольца в корпусе турбины и компрессора, установленные с осевым и торцевым зазором, предотвращают потери масла в корпусе турбины и нагнетателя.

Принцип действия турбины простой: поток выхлопных газов раскручивает крыльчатку турбины. Вместе с тем в движение приходит крыльчатка компрессора, нагнетающая давление. Максимальная производительность достигается, когда двигатель «раскручен» и потока выхлопных газов хватает для мощного наддува. А вот чтобы заставить компрессор работать чуть ли не с оборотов холостого хода, применяются сложные комплексные решения.

Управляют производительностью турбокомпрессора с помощью перепускного клапана, например. Тот открывается, когда турбина выходит на предел своей мощности, чтобы выхлопные газы уходили в выхлоп, минуя турбину: достигается это работой пневматического актуатора. Перепускные клапаны применяют на турбинах бензиновых и дизельных ДВС.

Другой, более сложный, вариант управления работой турбины состоит в контроле потока отработавших газов. Например, в «улитке» горячей части турбины на пути газов монтируют лопатки с регулируемым углом атаки: на малых оборотах угол большой, лопатки направляют ОГ на лопасти турбины, а на больших оборотах лопатки перегораживают поток газов.

Такие турбины называются турбокомпрессорами с управляемой геометрией. Управляет положением лопаток превмопривод либо электропривод с сервомотором; последний сложнее ремонтировать и калибровать.

Такие турбокомпрессоры применяются только на дизельных ДВС, единственное исключение — оппозитные бензиновые ДВС спорткаров «Порше». Причина в экстремально высокой температуре ОГ бензиновых двигателей, которая требует коррекции за счёт дорогих жаропрочных компонентов турбины.

Для мощных ДВС, которые часто раскручиваются до высоких оборотов, производители предусмотрели перепускной клапан впускного коллектора: он стравливает излишек давления наддува, если после интенсивного разгона водитель отпускает педаль газа, то есть поток и давление воздуха на впуске из-за закрытого дросселя остаётся высоким, как и нагрузка на крыльчатку компрессора.

Виды современных турбокомпрессоров

Турбины делятся на виды не только в зависимости от типа управления. Встречаются одиночные и парные турбины, последние отличаются двойным, тройным или даже четверным наддувом. Разумеется, такие усовершенствования не обходятся без сложной конструкции впускного и выпускного коллектора, обводных каналов перепускных клапанов (для ступенчатого наддува) или параллельной работы нескольких турбин.

Отдельно можно выделить твинскрольные турбины, которые применяют на бензиновых легковых и дизельных грузовых автомобилях. Особенность их в том, что потоки выхлопных газов собирают два отдельных канала, и на крыльчатку ОГ поступают тоже по раздельным каналам. Такое решение улучшает топливную экономичность.

Популярны сейчас турбокомпрессоры с электрическим приводом, которые не используют работу ОГ вообще: крыльчатка турбины заменена мощным электромотором, а вот компрессор традиционный.

Читать еще: Двигатель внутреннего сгорания 4 тактный принцип работы

Как и зачем меняют турбину на двигателе

В среднем турбокомпрессор живёт 150-250 тыс. км, всё зависит от условий эксплуатации. Важно соблюдать правила использования турбокомпрессора, иначе даже после замены детали она вскоре тоже выйдет из строя.

Турбина плохо переносит некачественное или неподходящее по вязкости моторное масло. Проблемы с грязным воздушным фильтром, заросшим нагаром сажевым фильтром и катализатором тоже служат приговором даже для новой детали.

Опасность заключается в том, что выход турбины из строя — первый симптом умирания двигателя. Например, турбина вышла из строя от того, что в масло попала стружка от трущихся металлических деталей. Можно поменять масло, установить новую турбину — но проблема вышедших из строя элементов двигателя останется, сам он проходит ещё пару тысяч километров, а затем «стуканёт». Поэтому крайне важно не относится к замене турбокомпрессора беспечно, а выявить и устранить все возможные проблемы.

Обязательно перед заменой турбокомпрессора:

поменять масло, воздушный и масляный фильтр
очистить поддон картера от отложений
разобраться с проблемами сажевого фильтра и катализатора, особенно если предыдущая турбина умерла от того, что масло из картриджа ушло на впуск
очистить от масла и нагара впускной коллектор
вылить остатки масла из интеркулера или заменить его на новый
осмотреть каналы, по которым масло подаётся и сливается из картера, при необходимости очистить их и поменять трубки
продиагностировать систему вентиляции картерных газов, чтобы предотвратить течь турбины из-за высокого давления газов в картридже

Обратите внимание: при установке новой турбины не нужен герметик, используется только новый ремкомплект (прокладки, уплотнители и другие расходники).

К тому моменту, как установленная турбина начнёт свою работу, в картридже должно быть немного свежего масла: иначе подшипники какое-то время будут работать на сухую и гнать стружку.

Запускают двигатель с поменянной турбиной, отключив подачу топлива в цилиндр: только так получится создать нужное давление смазки в системе.

Наконец, остаётся вопрос выбора турбины для замены штатной, вышедшей из строя. Конечно, можно заказать новый турбокомпрессор с завода или через дилера. Но если вы хотите сэкономить, рекомендуем присмотреться к вариантам б.у. турбин, которые стояли на таких же машинах. Выбрать хорошую ресурсную деталь с европейского автомобиля и сэкономить при этом хорошие деньги поможет RetailMotors.by.

Расскажем основные правила выбора б.у. турбокомпрессора на разборке.

Как выбрать б.у. турбину в хорошем состоянии с разборки

Во-первых, не бойтесь покупать турбокомпрессоры «со стажем». Восстанавливать вышедшую из строя турбину вряд ли целесообразно, а новая стоит дороже раза в 3-4 по сравнению с вариантами б.у. Цены на турбокомпрессор с разборки варьируются от $30 до $340 в зависимости от модели автомобиля и состояния детали.

Разумеется, это будет деталь с частично выработанным ресурсом, но это будет полностью оригинальная деталь, без китайских расходников и no name картриджей.

Во-вторых, обращайте внимание на важные детали при выборе б.у. турбины.

Перечислим основные моменты:

на лопастях турбины не должно быть повреждений и сколов
корпус детали должен быть сухим, без потёков масла (это признак герметичных уплотнений)
«улитка» турбины должна быть сухой изнутри
трубки подачи и слива масла должны быть обрезаны и герметично закрыты, чтобы грязь не попала в картридж
обратите внимание на люфты — при прикосновении к валу и попыткам его расшатать, люфта ротора (продольного осевого) быть не должно; поперечный (радиальный) люфт допустим, потому что через этот зазор в турбину поступает масло, но следите, чтобы крыльчатки турбины при движении не задевали за её корпус.

Итого

Покупка б.у. турбокомпрессора — хороший выход в тех случаях, когда родная турбина вышла из строя. Главное правильно выбрать деталь и не экономить на диагностике проблем, которые привели к поломке турбины, чтобы не столкнуться с выходом из строя мотора впоследствии.

Качественные ресурсные турбокомпрессоры найдёте в каталоге разборки автомобилей с площадок в Германии и США RetailMotors.by.

Чем отличаются оригинальные запчасти от аналоговых? Ответ в этой статье.

Качественные запчасти для вашего автомобиля предлагает наша разборка

ООО «РитейлМоторс» УНП 191477517, з арегистрировано Мингорисполкомом 20 марта 2012г.
Регистрационный номер в торговом реестре 402310, д ата регистрации 11 января 2018г.
Юридический и почтовый адрес: 220020 г. Минск, ул. Тимирязева, д. 85а, пом. 204

Так ли страшна турбина? Как правильно ездить с турбомотором и сколько может стоить ремонт

В России панически боятся турбированных моторов, предпочитая менее мощные и эффективные «атмосферники». Разбираемся, как не «убить» турбину раньше срока и во сколько встанет ее обслуживание или замена.

В нашей прошлой публикации мы уже сравнивали турбированный и атмосферный моторы, пытаясь понять, в чем их отличие и какой из них лучше выбрать. Допустим, что вы уже приобрели машину с наддувным двигателем или вот-вот собираетесь ее купить.

Как устроена турбина?

В общем-то, турбокомпрессор устроен просто. Главная деталь — это картридж. Внутри него размещается вал, а с двух противоположных концов к этому валу прикреплены турбинные колеса. Для того чтобы вал нормально вращался и не грелся, к нему под давлением подается моторное масло. Также к картриджу идет и трубка с антифризом для дополнительного охлаждения.

Читать еще: Баланс теплоты и работы в тепловом двигателе

По бокам к корпусу картриджа прикреплены две «улитки» — горячая и холодная, внутри которых вращаются турбинные колеса. В горячую поступают выхлопные газы, раскручивают колесо, а затем «улетают» в выхлопную трубу через боковое отверстие улитки. Турбоколесо в холодной улитке всасывает чистый атмосферный воздух из впускного тракта и гонит его под сильным давлением дальше во впускной тракт к цилиндрам мотора.

Такова общая схема турбины, и мы не будем сейчас вдаваться в тонкости конструкции и различные варианты компоновки. Впрочем, стоит упомянуть новое поколение турбин, где масло подается под более низким давлением, а вал вращается в очень дорогих и сверхпрочных шариковых подшипниках.

Будет ли турбина «есть» масло?

Как мы уже говорили, без масла турбина работать не может. Обычно для герметизации вращающихся валов используют резиновые сальники (как в двигателе и коробке передач), но никакие сальники не смогут выдержать режимы работы турбины. Рабочая температура в ней достигает тысячи градусов, а частота вращения валов — сотен тысяч оборотов в минуту. Это намного более суровые условия, чем в моторе.

Валы и втулки в турбине подогнаны друг к другу с очень высокой точностью, и за счет этого масло не должно сочиться сквозь них, если турбина исправна. Но как только зазоры увеличиваются, масло через «холодную» часть турбины засасывает во впускной коллектор двигателя вместе с нагнетаемым воздухом. В таких случаях говорят, что «турбина гонит масло».

Из-за чего это происходит?

Естественный износ рабочих поверхностей валов и втулок.
Пониженное давление масла в двигателе: турбине не хватает смазки, и она сильнее изнашивается.
Повышенное давление масла в двигателе: масло попросту выдавливает через щели между втулками и валами.
Повышенное разрежение во впускном коллекторе — масло из турбины туда засасывает. В результате двигатели, где зазоры в цилиндрах близки к идеальным, угар масла из-за неисправной турбины может достигать нескольких литров на сотню километров. Вот этого-то и боятся сторонники безнаддувных моторов.

Каков ресурс турбины?

Здесь все очень индивидуально и зависит от стиля езды. В среднем на бензиновых двигателях ресурс турбины составляет 150 тысяч километров. На дизельных двигателях — 250 тысяч километров. Однако если ездить быстро, перекручивая двигатель и турбину, то ресурс может сократиться и до 100, и до 60 тысяч.

Как понять, что турбина просится в ремонт?

Главный признак скорой кончины турбины — синеватый дым из выхлопной трубы. Его появление означает, что в цилиндрах вместе с топливовоздушной смесью сгорает масло. Весьма вероятно, что во впуск это масло попало именно через турбину. Чтобы провести диагностику, не нужно обладать дипломом автослесаря. Достаточно иметь книжку по устройству автомобиля, где нарисовано расположение узлов под капотом, и немного свободного времени.

Найдите впускной патрубок, по которому воздух попадает в турбину и открутите его. Засуньте руку в «улитку» турбины и нащупайте вал, на котором закреплена крыльчатка. Покачайте его, и если есть люфт, то через щели наверняка сочится масло.
Найдите интеркулер и загляните внутрь. Если внутри есть масло, то турбина его «гонит». Чем больше масла, тем выше износ.

Еще иногда на приборной доске турбированных автомобилей есть указатели температуры и давления турбины. Соответственно температура не должна быть повышенной, а давление — пониженным.

Все эти советы обязательно нужно учесть, если вы покупаете турбированную машину с пробегом. Турбина — вещь дорогостоящая, и ее дефект может обернуться для вас, как для будущего владельца, крупными затратами.

Сколько стоит ремонт турбины и что в ней ремонтируется?

Когда турбина выходит из строя, можно пойти тремя путями.

Поменять турбину целиком. Чаще всего это совершенно лишняя затея, потому как масло гонит картридж, а корпуса-«улитки» остаются целыми и менять их не нужно. Замену турбины в сборе любят предлагать официальные дилеры и мультибрендовые сервисы, мастера на которых плохо разбираются в турбинах и ставят задачу получить с клиента максимум денег.

Почем? Cнятие, отсоединение трубок подачи масла и антифриза и установка турбины обратно стоит около 4 000 – 5 000 рублей.

Поменять картридж турбины. Под замену идет исключительно сам рабочий элемент турбокомпрессора — корпус с валом и крыльчатками. Поменять готовый картридж может даже мастер, который не специализируется на турбинах. Задача состоит в том, чтобы открутить несколько гаек крепежа, а потом закрутить их обратно.

Почем? Стоимость картриджа с заменой — около 15 000 – 20 000 рублей.

Отремонтировать картридж. Такая работа под силу исключительно мастерам специализированных автосервисов. Турбину разбирают полностью, моют ультразвуком, выявляют изношенные элементы и меняют их. Корпус картриджа растачивают на токарном станке, а затем всю конструкцию балансируют в два этапа, чтобы на скорости до 150 – 200 тысяч оборотов в минуту не было вибрации. Затем еще в картридж закачивают под давлением масло, чтобы проверить на герметичность.

Почем? Цена ремонта турбины зависит от массы факторов и колеблется от 7 000 до 25 000 рублей. Важно понимать, что если мастера называют серьезную сумму, то зачастую проще купить новую турбину.

Расценки на новые и восстановленные турбины разных производителей

Стоимость новой, руб.

Стоимость восстановленной, руб.

Читать еще: Что будет если вовремя не поменять подушки двигателя

Стоимость аналогов, руб.

Volkswagen Passat (1998-2005), Audi A4 (1999-2008), Audi A6 (1998-2005)

Mits u bishi TD04

Volkswagen Crafter, Saab 9-5, Subaru Forester

дизельные Ford Mondeo (2007-2014), Ford S-Max (2007-2014)

Обратите внимание: автомобильные концерны практически никогда не разрабатывают турбины самостоятельно и чаще всего прибегают к помощи компаний, которые на этом специализируются (например, KKK, Borg Warner или Garrett). При этом та же турбина Garrett 760774-5003S под брендом Ford будет стоить в полтора-два раза дороже, чем под собственным именем. Мораль такова: прежде чем платить огромные деньги за «оригинальные» запчасти, узнайте, кто их поставляет производителю и заказывайте у них.

Как нужно ездить, чтобы продлить жизнь турбине?

Понятное дело, что чем активнее ездить, тем быстрее турбина придет в негодность. Но, помимо этой очевидной зависимости, есть еще несколько полезных советов.

Нужно охлаждать турбину. Чем активнее вы топтали педаль газа и «отжигали», тем дольше ее нужно охлаждать. Открывать капот и обмахивать «улитку» газеткой не нужно. Просто постойте пару минут на холостом ходу — масло будет циркулировать в моторе и турбине и заберет избыточное тепло. Вообще возьмите за правило перед парковкой ехать поспокойнее.
После долгого стояния в пробке не ускоряйтесь резко. Понятное дело, что вам хочется на свободу после заточения в заторе, но помните: пока вы стояли без движения, двигатель, турбина и интеркулер нагрелись, и если их сильно раскрутить, то нагрев будет чрезмерным или даже критическим.
Следите за температурой масла и антифриза и почаще их меняйте. Грязное масло и антифриз, который плохо отводит тепло, ускорят износ турбины.
Своевременно обслуживать двигатель. Здесь для каждой модели рекомендации будут индивидуальными. На современных фольксвагеновских моторах 1.4 TSI нужно следить за чистотой интеркулера, который быстро загрязняется, так как находится прямо во впускном коллекторе. На старых продольно расположенных 1.8 TSI требует регулярной очистки трубка подачи масла…

У каждого мотора есть свои нюансы. Если хотите максимально обезопасить себя от преждевременной смерти турбины, узнайте эти тонкости у специалистов. При покупке новой машины помогут мастера дилерского центра, а если берете подержанную, то обратитесь на специализированную СТО, которая занимается конкретно этой маркой. Также весьма полезным будет поговорить с мастерами автосервиса, ремонтирующими турбины.

Масло

НУ и наверное третья причина — это масло дизельного двигателя. Если не лезть сейчас в дебри, смазка для бензинового и дизельного варианта отличается, но не критично. Скажу больше, база у них одна, но различные присадки (у дизеля их банально больше и они немного другие).

При работе мотора на тяжелом топливе, зачастую образуется много серы (это побочные вещества при сгорании). Сера – это твердые кристаллы, которые могут быть причиной излишнего износа цилиндров, валов, вкладышей и т.д. Ее нужно убирать из силовой установки.

Для этого и существуют эти моющие присадки внутри дизельного масла. Таким образом, смазка турбины происходит эффективнее, чем у оппонента.

ДА И ИНТЕРВАЛ ЗАМЕНЫ, у мотора на «тяжелом топливе», должно проходить чаще. Например, на бензине сейчас рекомендованный интервал 15 000 км, а у дизеля – 10 000 км. Смазка лучше и качественнее что положительно влияет на все узлы и агрегаты.

Сейчас видео версия смотрим.

НА этом я заканчиваю, думаю мои материалы были вам полезны, ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР

(8 голосов, средний: 4,63 из 5)

Конструкция оси турбины

В центральной части турбонагнетателя расположен осевой блок с узлами подшипников (радиальный, подшипники скольжения, упорный), который использует масляную систему двигателя. Чтобы ротор мог вращаться на предельной частоте максимальное количество времени, необходимо обеспечить масляной клин между валом и подшипниками во избежание прямого трения деталей, которые в процессе работы максимально прижимаются друг к другу. Если в турбине используется система неохлаждаемого корпуса, смазка обеспечит и отвод тепла от блока горячей улитки и вала.

Как турбина влияет на производительность автомобиля

После теоретической части следует объяснить, как турбина влияет на мощность двигателя и производительность автомобиля. Самым большим преимуществом турбины является экономный расход топлива. Но чтобы добиться такой экономии, водителю также необходимо внести свой вклад, научившись управлять своим транспортным средством безопасно, с наименьшим количеством тормозов и внезапным ускорением.

Помимо экономного расхода топлива, турбина помогает снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. И, конечно же, с турбиной производительность авто будет на высоте (из-за нехватки кислорода транспортные средства теряют около 25% своей мощности). Двигатели с турбонаддувом повторно используют выхлопные газы.

Турбонаддув сегодня признан самым действенным механизмом усиления мощности двигателя внутреннего сгорания без увеличения частоты оборота его коленчатого вала и рабочего объема цилиндров. Система с турбонаддувом используется на бензиновых и дизельных двигателях, однако её максимальная действенность доказана на дизельных двигателях за счет высокой степени сжатия в двигателе и относительно невысокой частоты оборота коленчатого вала. В бензиновом двигателе турбонаддув может вызвать эффект детонации по причине резкого увеличения частоты оборотов двигателя, а также высокой температуры отработанных газов и сильного нагрева турбины.